TWI519023B - 電源供應裝置 - Google Patents

Description

電源供應裝置

本發明是有關於一種電源供應裝置，且特別是有關於一種可省去洩放電阻以降低能源損耗的電源供應裝置。

電源供應裝置主要的用途乃是將電力公司所提供之高壓且低穩定性的交流輸入電源(AC input power)轉換成適合各種電子裝置所使用之低壓且穩定性較佳的直流輸出電源(DC output power)，以提供電腦、辦公室自動化設備、工業控制設備，以及通訊設備等電子裝置使用。

傳統的電源供應裝置大多都會在前級(front-end stage)設置電磁干擾濾波器(electromagnetic interference filter,EMI filter)，並可藉由電磁干擾濾波器中的交流安規電容(AC safety capacitor)以濾除交流信號中可能存在的雜訊。基於電容具有儲存電能的特性，在傳統電源供應裝置的架構中，電磁干擾濾波器會再設置一個與交流安規電容並聯的洩放電阻，使得當電源供應裝置的交流電源被關閉時，交流安規電容可以透過洩放電阻釋放其中所儲存的電能，以避免使用者觸電的危險。然而，此洩放電阻 卻會導致電源供應裝置在運作時有額外的電源損耗。

本發明提供一種電源供應裝置，可在無需配置洩放電阻的前提下，實現交流安規電容的電能洩放。

本發明提出的電源供應裝置包括電源轉換電路、交流安規電容以及控制單元。電源轉換電路經由輸入側接收交流輸入電壓，並將交流輸入電壓轉換為直流輸出電壓。交流安規電容跨接於輸入側。控制單元用以控制電源轉換電路的運作，其中控制單元取樣並保持交流安規電容兩端的跨壓以獲得保持電壓，並且在時脈信號的每一周期間比較保持電壓與交流輸入電壓，藉以根據比較的結果決定是否執行放電動作，以洩放交流安規電容所儲存的電能。

在本發明的一實施例中，控制單元判斷偵測信號的責任週期於預設期間內是否位於正常工作區間。當偵測信號的責任週期於預設期間內持續位於該正常工作區間外時，控制單元判定偵測信號的信號形式不符合正常工作條件。

在本發明的一實施例中，預設期間為時脈信號的至少一個所述周期。

在本發明的一實施例中，上述控制單元根據保持電壓與交流輸入電壓的比較結果獲得偵測信號；當控制單元判斷偵測信號的責任周期位於正常工作區間內時，不執行放電動作，以及當 控制單元判斷偵測信號的責任周期位於正常工作區間外時，執行放電動作。

在本發明的一實施例中，上述控制單元包括整流電路，耦接於電源轉換電路及交流安規電容，對交流輸入電壓進行整流以產生整流電壓。

在本發明的一實施例中，上述控制單元包括取樣電路、保持電路以及比較電路。其中，取樣電路耦接於該整流電路，在時脈信號的第一周期內對整流電壓的峰值準位進行取樣，以獲得峰值電壓。保持電路耦接於取樣電路，在接續於第一周期的第二周期內保持取樣電路於第一周期內所取樣的峰值電壓，並據以產生保持電壓。比較電路耦接取樣電路的輸入端及保持電路的輸出端以比較保持電壓與關聯於交流輸入電壓的整流電壓，並據以輸出偵測信號。

在本發明的一實施例中，上述取樣電路包括第一運算放大器以及二極體。第一運算放大器其第一輸入端接收整流電壓。二極體其陽極耦接於第一運算放大器的輸出端，其陰極耦接於第一運算放大器的第二輸入端，並用以輸出峰值電壓。

在本發明的一實施例中，上述保持電路包括開關、保持電容以及第二運算放大器。其中，開關的第一端耦接二極體的陰極，其中開關依據時脈信號以導通或斷開。保持電容的第一端耦接開關的第二端，其第二端耦接至接地端。第二運算放大器的第一輸入端耦接於保持電容的第一端，其輸出端耦接其第二輸入端 並輸出保持電壓。

在本發明的一實施例中，上述比較電路包括第三運算放大器，其第一輸入端接收整流電壓，其第二輸入端耦接第二運算放大器的輸出端以接收保持電壓，且其輸出端輸出偵測信號。

在本發明的一實施例中，上述控制單元更包括放電判斷電路，耦接比較電路的輸出端以接收偵測信號，其中放電判斷電路判斷偵測信號的信號形式是否符合一正常工作條件，並據以決定是否發出放電控制信號。

在本發明的一實施例中，上述控制單元更包括放電電路，用以依據放電控制信號而決定是否在交流安規電容與接地端之間導通放電路徑，其中，當放電電路接收到放電控制信號時，導通放電路徑，據以將交流安規電容所儲存的電能洩放至接地端，以及當放電電路未接收到放電控制信號時，斷開放電路徑。

在本發明的一實施例中，上述放電電路包括可控負載或壓控電流源。

在本發明的一實施例中，上述電源轉換電路更包括抗流圈、全橋整流電路、濾波電容以及變壓轉換電路。其中，抗流圈耦接於交流安規電容，接收交流輸入電壓，用以過濾交流輸入電壓中的電源雜訊。全橋整流電路耦接於抗流圈，對經抗流圈過濾的交流輸入電壓進行全波整流以產生輸入電壓。濾波電容耦接全橋整流電路，用以對輸入電壓進行濾波。變壓轉換電路耦接於全橋整流電路及濾波電容，受控於該控制單元而對所接收的輸入電 壓進行變壓轉換，藉以產生直流輸出電壓。

基於上述，本發明實施例所提出的電源供應裝置，可在各周期期間比較保持電壓與交流輸入電壓，藉以依據偵測信號是否位於正常工作區間內，從而得知交流輸入電壓是否穩定提供，並據以決定洩放交流安規電容儲存的電能。藉此，本發明實施例可省去洩放電阻的使用，從而降低電源供應裝置的能源損耗而達到省電的功效。

為讓本案的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

100、200‧‧‧電源供應裝置

110、210‧‧‧電源轉換電路

120、220‧‧‧控制單元

221‧‧‧控制晶片

222‧‧‧整流電路

224‧‧‧取樣電路

226‧‧‧保持電路

228‧‧‧比較電路

229‧‧‧放電電路

230‧‧‧放電判斷電路

AC_IN‧‧‧交流輸入電壓

CLK‧‧‧時脈信號

C‧‧‧交流安規電容

C1~C4‧‧‧電容

Chold‧‧‧保持電容

D1~D8‧‧‧二極體

DC_OUT‧‧‧直流輸出電壓

IS‧‧‧輸入側

OS‧‧‧輸出側

L‧‧‧抗流圈

OP1~OP3‧‧‧運算放大器

PS‧‧‧一次側

SS‧‧‧二次側

Q‧‧‧功率開關

R1~R4‧‧‧電阻

S‧‧‧偵測信號

SD‧‧‧放電控制信號

SW1‧‧‧開關

T‧‧‧變壓器

T1~T2、T4~T5‧‧‧周期

Vfb‧‧‧回饋信號

Vhold‧‧‧保持電壓

Vpeak‧‧‧峰值電壓

Vpwm‧‧‧驅動信號

Vref1‧‧‧第一接地端

Vref2‧‧‧第二接地端

Vrec‧‧‧整流電壓

AC_DET‧‧‧交流電源偵測腳位

CS‧‧‧電流偵測腳位

DRV‧‧‧輸出腳位

HV‧‧‧高壓腳位

VCC‧‧‧電源腳位

VFB‧‧‧回授腳位

GND‧‧‧接地腳位

圖1為依據本發明一實施例的電源供應裝置的示意圖。

圖2是依照本發明一實施例的電源供應裝置的電路圖。

圖3為依據本發明一實施例的控制單元的電路圖。

圖4是依照本發明一實施例的控制單元的操作時序圖。

在一般的電源供應裝置中，用以釋放交流安規電容所儲存的電能的洩放電阻會導致電源供應裝置在運作時有額外的功率損失。因此，本發明實施例提出一種電源供應裝置，可在電源供應裝置的運作期間內周期性地偵測交流輸入電壓是否穩定提供， 再據以決定是否執行放電動作來洩放交流安規電容儲存的電能。藉此，本發明實施例可以省去洩放電阻的使用，從而降低電源供應裝置的能源損耗而達到省電的功效。為了使本發明之內容可以被更容易明瞭，以下特舉實施例做為本發明確實能夠據以實施的範例。另外，凡可能之處，在圖式及實施方式中使用相同標號的元件/構件/步驟，係代表相同或類似部件。

圖1為依據本發明一實施例的電源供應裝置100的電路示意圖。請參照圖1，在本實施例中，電源供應裝置100為交直流轉換電源供應裝置，且其包括電源轉換電路110、交流安規電容C以及控制單元120。其中，電源轉換電路110經由輸入側IS接收交流輸入電壓AC_IN(例如為市電，即頻率為60Hz的弦波，但並不限制於此)，並將交流輸入電壓AC_IN轉換為直流輸出電壓DC_OUT再經輸出側OS輸出給負載。在本實施例中，電源轉換電路110可以是一種全橋式電源轉換器(full bridge power converter)，且可以包括用以全波整流的全橋整流器(full-bridge rectifier)，以及用以對全橋整流器的輸出進行濾波的濾波電容(filter capacitor)。在其他實施例中，其他類型的電源轉換器亦可適用於本發明，例如半橋式電源轉換器(half bridge power converter)、順向式(Forward)電源轉換器、反馳式(Flyback)電源轉換器或推挽式(Push-Pull)電源轉換器，本發明實施例對於電源轉換電路的種類並不限制。

交流安規電容C跨接於輸入側IS的兩端以濾除/抑制交流 輸入電壓AC_IN中可能存在的雜訊。控制單元120例如是一種脈寬調變(PWM)控制晶片，其可用以控制電源轉換電路110的運作。在本實施例中，控制單元120可以取樣並保持交流安規電容C兩端的跨壓以獲得保持電壓，並且在時脈信號CLK的每一周期間比較保持電壓與交流輸入電壓AC_IN，藉以根據比較的結果決定是否執行放電動作，以洩放交流安規電容C所儲存的電能。上述的時脈信號CLK的頻率可對應於交流輸入電壓AC_IN的頻率而具有相關性。

具體而言，在一範例實施例中，控制單元120可以根據保持電壓與交流輸入電壓AC_IN的比較結果來獲得偵測信號。其中，當控制單元120判斷偵測信號的信號形式符合正常工作條件時(例如偵測信號的責任周期於預設期間內位於特定的工作區間內)，不執行放電動作；而當控制單元120判斷偵測信號的信號形式不符合正常工作條件時，則執行放電動作。透過上述控制單元120的作動方式，本實施例的控制單元120可藉由工作條件是否被滿足而偵測出交流輸入電壓是否穩定提供，藉以相應地決定是否執行放電動作，故可免去洩放電阻的使用，並改善洩放電阻導致的能源損耗問題。

底下以圖2來進一步說明上述圖1實施例的電源供應裝置的具體架構範例，其中，圖2為本發明另一實施例的電源供應裝置的示意圖。請參照圖2，電源供應裝置200包括電源轉換電路210、交流安規電容C以及控制單元220。在本實施例中，電源轉 換電路210包括抗流圈(choke)L、全橋整流電路(例如由二極體D3~D6所組成)、濾波電容C1以及變壓轉換電路(例如由功率開關Q、變壓器T、二極體D7、電容C2、C3以及電阻R4所組成)。

抗流圈L例如具有兩共軛線圈。所述兩共軛線圈耦接於交流安規電容C的兩端並接收交流輸入電壓AC_IN，其中抗流圈L可用以過濾輸入至電源轉換電路210的電源雜訊。

二極體D3~D6所組成的全橋整流電路耦接於抗流圈L，其中二極體D3的陰極與二極體D4的陽極共同耦接至抗流圈L的其中一共軛線圈，二極體D5的陰極與二極體D6的陽極則共同耦接至抗流圈L的其中另一共軛線圈。全橋整流電路用以接收經抑制雜訊的交流電壓AC_IN，並對其進行全波整流以產生輸入電壓Vin。濾波電容C1的第一端耦接二極體D4與D6的陰極，並且濾波電容C1的第二端耦接第二接地端Vref2。其中，濾波電容C1係用以對全橋整流電路所產生的輸入電壓Vin進行濾波。

在變壓轉換電路中，變壓器T具有一次側PS以及二次側SS。變壓器T一次側PS的同名端(打點端)耦接濾波電容C1的第一端以接收輸入電壓Vin。功率開關Q例如為N型電晶體，其第一端(汲極端)耦接變壓器T之一次側PS的異名端(非打點端)，並受控於控制單元220所產生的驅動信號Vpwm而切換。其中，二極體D7的陽極耦接變壓器T之二次側SS的異名端。另外，電容C2的第一端耦接二極體D7的陰極，而電容C2的第二端則與變壓器T之二次側SS的同名端共同耦接至第一接地端Vref1。電 阻R4和電容C3則串聯而跨接於二極體D7的兩端。因此，變壓器T會反應於功率開關Q的切換以及一次側PS與二次側SS線圈的匝數比，而在二次側SS感應出關聯於輸入電壓Vin的一感應電壓。所述感應電壓會接著經由二極體D7、電阻R4以及電容C2、C3的作用後被轉換成直流輸出電壓DC_OUT。換言之，變壓轉換電路可反應於驅動信號Vpwm以將濾波電容C1的輸出進行變壓並轉換為直流輸出電壓DC_OUT。

至於控制單元220，在本實施例中，其可包括控制晶片221以及整流電路222。其中，整流電路222耦接於電源轉換電路210及交流安規電容C，並對交流輸入電壓AC_IN進行整流以產生整流電壓Vrec。在本實施例中，整流電路222可以是二極體D1和D2所組成的半波整流電路，且二極體D1與D2的陽極用以接收交流輸入電壓AC_IN，而二極體D1與D2的陰極則用以提供整流電壓Vrec。

控制晶片221具有多個腳位以接收或輸出信號，例如電源腳位VCC、接地腳位GND、高壓腳位HV、輸出腳位DRV、回授腳位VFB、電流偵測腳位CS以及交流電源偵測腳位AC_DET等。其中，控制晶片221可經由電源腳位VCC接收其所需的操作電壓，並透過接地腳位GND而耦接至第二接地端Vref2，使控制晶片221可正常運作，並可將所接收的操作電壓進行調節，以產生控制晶片221中各功能電路所需的工作電壓。在本實施例中，控制晶片221可透過高壓腳位HV接收關聯於交流輸入電壓 AC_IN的整流電壓Vrec，並經由控制晶片221內部電路對整流電壓Vrec進行調節以作為其操作電壓。在其他實施例中，控制晶片221亦可接收外部直流輸入電壓作為其操作電壓。旁路電容C4耦接於控制晶片221的電源腳位VCC與第二接地端Vref2之間，用以降低輸入至控制控制晶片221的電源雜訊(power noise)，從而穩定控制晶片221的運作。其中，旁路電容C4可依設計需求而選擇使用。

控制單元220可透過控制晶片221的輸出腳位DRV產生並輸出上述的驅動信號Vpwm以控制功率開關Q的切換，從而使電壓轉換電路210輸出直流輸出電壓DC_OUT。控制晶片221的回授腳位VFB可透過回授電路(未繪示)而耦接至變壓器T的二次側SS，其中，回授電路用以接收直流輸出電壓DC_OUT，並將關聯於負載端的狀態的回授信號Vfb提供至控制晶片221的回授腳位VFB。在此值得一提的是，只要能輸出關聯於負載端的狀態的回授信號的任何電路型態(例如利用電阻分壓器的回授電路)都可以當作是本實施例的回授電路，故而本實施例在此並不限制回授電路的實施態樣。

至於控制晶片221的電流偵測腳位CS，其可以利用耦接於功率開關Q之第二端與第二接地端Vref2之間的電阻R3來偵測流經功率開關Q的電流。基於實際設計或應用需求，應用本實施例者可以對控制晶片221增設其他的功能腳位，例如過電壓偵測腳位、過電流偵測腳位等，或亦可刪除控制晶片221既有的功能 腳位，本發明對此並不限制。

需說明的是，在本實施例中，控制單元220還透過控制晶片221的交流電源偵測腳位AC_DET接收整流電壓Vrec。因此，控制單元220可利用控制晶片221中的電路設計，以藉由整流電壓Vrec獲得相對應的保持電壓，並依據保持電壓與整流電壓Vrec的比較結果，藉以判定電源供應裝置200是否有穩定的交流電源提供，從而決定是否對交流安規電容C進行放電，以免去洩放電阻的使用並達到節省能源的效果。此外，於圖2的電路架構中，控制單元200還包括由電阻R1和R2組成的分壓電路。所述分壓電路耦接於整流電路222和第二接地端Vref2之間，其可用以將整流電壓Vrec分壓後再提供至控制晶片221的交流電源偵測腳位AC_DET，藉以避免過高的電壓而導致控制晶片221損毀。

為了更清楚地說明本發明實施例中控制單元的具體架構與運作方式，底下以圖3和圖4的範例進行說明，其中，圖3為依照本發明一實施例所繪示的控制單元220的電路圖，而圖4則為依照本發明一實施例所繪示的控制單元220的操作時序圖。

請先參照圖3，控制單元220可以包括取樣電路224、保持電路226、比較電路228以及放電判斷電路230。其中，取樣電路224可透過圖2中控制晶片221的交流電源偵測腳位AC_DET而耦接於整流電路222。取樣電路224例如包括運算放大器OP1和二極體D8。運算放大器OP1的正相輸入端接收整流電壓Vrec。二極體D8的陽極耦接於運算放大器OP1的輸出端，二極體D8的 陰極則耦接於運算放大器OP1的反相輸入端。

保持電路226耦接於取樣電路224，並例如包括開關SW1、保持電容Chold和運算放大器OP2。其中，開關SW1的第一端耦接二極體D8的陰極，並依據時脈信號CLK以導通或斷開。保持電容Chold的第一端耦接開關SW1的第二端，而保持電容Chold的第二端則耦接至第一接地端Vref1。運算放大器OP2的正相輸入端耦接於保持電容Chold的第一端，並且運算放大器OP2的輸出端與其反相輸入端相互耦接。

比較電路228耦接運算放大器OP1的正相輸入端及運算放大器OP2的輸出端，以比較保持電壓Vhold與關聯於交流輸入電壓AC_IN的整流電壓Vrec，並據以輸出偵測信號S。在本實施例中，比較電路228可以包括運算放大器OP3，運算放大器OP3的正相輸入端接收整流電壓Vrec，其反相輸入端接收保持電壓Vhold，且其輸出端依據整流電壓Vrec與保持電壓Vhold的比較結果以輸出偵測信號S。

放電判斷電路230耦接比較電路228的輸出端(即，運算放大器OP3的輸出端)以接收偵測信號S。其中，放電判斷電路230會判斷偵測信號S的責任周期是否位於正常工作區間之內(例如10%~90%之間，但不僅限於此)，並據以決定是否發出放電控制信號SD來執行放電動作。

需說明的是，取樣電路224中的二極體D8用以對運算放大器OP1的輸出結果再一次地進行整流。在一些實施例中，取樣 電路224也可省去二極體D8，而直接以運算放大器OP1的運算結果取得峰值電壓Vpeak，本發明對此不加以限制。

另值得一提的是，保持電路226還可調整保持電壓Vhold相對於峰值電壓Vpeak的電壓準位的比例。在一範例實施例中，保持電壓Vhold可以與峰值電壓Vpeak的電壓準位相同/相近。而在一些實施例中，保持電路226也可透過電路設計或是對於操作時序的適當控制，藉以改變保持電壓Vhold的電壓準位。舉例來說，當運算放大器OP2串接電阻時，保持電路226即可利用電阻分壓來改變保持電壓Vhold的電壓準位。或者，在另一範例實施例中，透過調整時脈信號CLK的責任周期，例如降低時脈信號CLK的致能準位持續在一個周期中的時間比例，可限制保持電容Chold儲存峰值電壓Vpeak的時間，並從而降低保持電壓Vhold的電壓準位。

此外，在本實施例中，保持電壓Vhold可以設定為峰值電壓Vpeak的電壓準位的0.8倍。應用本實施例者可依其設計需求而對峰值電壓Vpeak使用不同種類的調整方式，並可適當選擇保持電壓Vhold與峰值電壓Vpeak之間的電壓準位比例，本發明實施例不限制於此。另外，在其他實施例中，上述的取樣電路224與保持電路226也可透過組合電路來同時達到取樣與保持的功能，對於如何取樣並保持峰值電壓Vpeak以獲得保持電壓Vhold的方式，本發明亦不限定。

底下進一步說明在圖3實施例下之電路運作時序。請同 時參照圖3與圖4，在時脈信號CLK的第一周期T1內，取樣電路224可對整流電壓Vrec的峰值準位進行取樣，以獲得對應於第一周期T1的峰值電壓Vpeak。

在電源供應裝置200接續於第一周期T1而進入第二周期T2時，開關SW1會反應於致能準位的時脈信號CLK(例如高電壓準位)而導通，使得保持電容Chold在第二周期T2內儲存對應於第一周期T1的峰值電壓Vpeak，並將其提供至運算放大器OP2。因此，運算放大器OP2即可根據保持電容Chold所儲存的電壓而在第二周期T2內產生對應的保持電壓Vhold。換言之，運算放大器OP2於每一周期內所產生的保持電壓Vhold係對應至前一周期的峰值電壓Vpeak。

在第二周期T2內，運算放大器OP3會比較關聯於交流輸入電壓AC_IN的整流電壓Vrec以及運算放大器OP2所產生的保持電壓Vhold，並據以產生偵測信號S。在交流輸入電壓AC_IN正常供電的情況下，由於保持電壓Vhold大致上會位於整流電壓Vrec的最大值與最小值之間的區間內，使得運算放大器OP3會產生具脈波形式的偵測信號S(如圖4之第二周期T2內的偵測信號S)。相反地，在交流輸入電壓AC_IN供電異常的情況下，由於關聯於交流輸入電壓AC_IN的整流電壓Vrec會持續處於直流的形式，使得運算放大器OP3會產生直流形式的偵測信號S(如圖4之第四周期T4內的偵測信號S)。

因此，在一範例實施例中，放電判斷電路230即可依據 偵測信號S的責任周期於一預設期間內(視設計者的設計需求可被設定為時脈信號CLK的一個或多個周期的長度，本發明不以此為限)是否位於正常工作區間來判斷偵測信號S的信號形式是否符合正常工作條件，藉以決定是否發出放電控制信號SD來執行放電動作。

舉例而言，假設預設期間設定為時脈信號CLK的一個周期的長度，如圖4所示。當放電判斷電路230判定運算放大器OP3在第二周期T2所產生的偵測信號S的責任周期位於正常工作區間時，表示當前偵測信號S的信號形式符合正常工作條件。因此，放電判斷電路230會產生禁能準位的放電控制信號SD(例如低電壓準位，等同於不發出放電控制信號SD)，使得控制單元220反應於禁能準位的放電控制信號SD而不對交流安規電容進行放電。而相對地，在第四周期T4時，由於對應於交流輸入電壓AC_IN的整流電壓Vrec不再具有交流信號的多個脈波的特徵，此時的偵測信號S的責任周期也會因此而在第四周期T4內持續地位於不正常的工作區間(即，正常工作區間之外)，此時即表示偵測信號S的信號形式不符合正常工作條件。因此，當放電判斷電路230判定偵測信號S的信號形式不符合正常工作條件時，放電判斷電路230會在下一個周期(即第五周期T5)時，產生致能準位的放電控制信號SD(例如高電壓準位，等同於發出放電控制信號SD)，使得控制單元220反應於致能準位的放電控制信號SD而對交流安規電容進行放電。其中，對交流安規電容C進行放電的動作，可 透過利用放電控制信號SD來致能一放電電路，藉以建立對於交流安規電容C的放電路徑而洩放電能。

對於放電電路的說明則請回到圖2。放電電路229可依據放電控制信號SD為致能(例如高電壓準位)或禁能(例如低電壓準位)，而對應的決定是否在交流安規電容C與第二接地端Vref2之間導通一放電路徑，從而將交流安規電容C儲存的電能洩放。其中，所述之放電路徑可藉由耦接在高壓腳位HV與第二接地端Vref之間的一可控負載(例如由開關及電阻串連而成的組合電路)來實現，但本發明不僅限於此。在另一實施例中，放電電路229也可透過壓控電流源來實現。本發明對於可控負載以及如何洩放交流安規電容C所儲存的電能的電路實現方式並不加以限制。

另值得一提的是，雖然圖4實施例係以假設預設期間為時脈信號CLK的一個周期的長度為例，但本發明不僅限於此。在另一範例實施例中，放電判斷電路230亦可在判定偵測信號S的責任周期不屬於正常工作區間持續達到2個以上的時脈信號CLK的周期時，才於再下一個周期產生致能準位的放電控制信號SD，使得控制單元220反應於致能準位的放電控制信號SD而對交流安規電容進行放電。

舉例來說，假設預設期間被設定為時脈信號CLK的4個周期，則放電判斷電路230會於4個周期內皆判定偵測信號S的責任周期皆位於正常工作區間之外時，才判定偵測信號S的信號形式不符合正常工作條件，從而執行放電的動作。換言之，只要 在所述4個周期內，偵測信號S的責任周期回到正常工作區間內，放電判斷電路230即不會執行放電的動作，藉以避免因交流輸入電壓AC_IN的雜訊影響而造成誤判。

藉此，利用上述控制單元220的電路架構，本實施例可在時脈信號CLK的各周期內比較保持電壓Vhold與整流電壓Vrec，藉以依據偵測信號S是否位於正常工作區間內，從而得知交流輸入電壓AC_IN是否穩定提供。並且，一旦控制單元220判定電源供應裝置200無穩定交流輸入電壓AC_IN提供時，本實施例可在下一個周期立即地對交流安規電容C執行放電動作。因此，本實施例可即時偵測電源供應裝置200是否有穩定的交流輸入電壓提供，並省去洩放電阻的使用以及降低電源損耗。

此外，本實施例透過上述保持電路226調整保持電壓Vhold相對於峰值電壓Vpeak的電壓準位比例，如此一來，當交流輸入電壓AC_IN的信號強度較弱時，控制單元220仍可依據保持電壓Vhold的電壓準位而將此交流輸入電壓AC_IN判定為不穩定的輸入來源，從而將交流安培電容C放電並停止交流輸入電壓AC_IN的輸入，以確保電源供應裝置200所接收的交流輸入電壓AC_IN具有穩定的信號強度。

綜上所述，本發明實施例所提出的電源供應裝置，可在各周期期間比較保持電壓與交流輸入電壓，藉以依據偵測信號是否位於正常工作區間內，從而得知交流輸入電壓是否穩定提供，並據以決定洩放交流安規電容儲存的電能。藉此，本發明實施例 可即時偵測電源供應裝置是否有穩定的交流輸入電壓提供，並省去洩放電阻的使用，從而降低電源供應裝置的能源損耗而達到省電的功效。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧電源供應裝置

110‧‧‧電源轉換電路

120‧‧‧控制單元

AC_IN‧‧‧交流輸入電壓

C‧‧‧交流安規電容

CLK‧‧‧時脈信號

DC_OUT‧‧‧直流輸出電壓

IS‧‧‧輸入側

OS‧‧‧輸出側

Claims (11)

1. 一種電源供應裝置，包括：一電源轉換電路，經由一輸入側接收一交流輸入電壓，並將該交流輸入電壓轉換為一直流輸出電壓；一交流安規電容，跨接於該輸入側；以及一控制單元，用以控制該電源轉換電路的運作，其中該控制單元取樣並保持該交流安規電容兩端的跨壓以獲得一保持電壓，並且在一時脈信號的每一周期間比較該保持電壓與該交流輸入電壓，藉以根據比較的結果決定是否執行一放電動作，以洩放該交流安規電容所儲存的電能，其中該控制單元包括：一整流電路，耦接於該電源轉換電路及該交流安規電容，對該交流輸入電壓進行整流以產生一整流電壓；一取樣電路，耦接於該整流電路，在該時脈信號的一第一周期內對該整流電壓的峰值準位進行取樣，以獲得一峰值電壓；一保持電路，耦接於該取樣電路，在接續於該第一周期的一第二周期內保持該取樣電路於該第一周期內所取樣的該峰值電壓，並據以產生該保持電壓；以及一比較電路，耦接該取樣電路的輸入端及該保持電路的輸出端以比較該保持電壓與關聯於該交流輸入電壓的該整流電壓，並據以輸出一偵測信號。
2. 如申請專利範圍第1項所述的電源供應裝置，其中該控制 單元根據該保持電壓與該交流輸入電壓的比較結果獲得一偵測信號；當該控制單元判斷該偵測信號的信號形式符合一正常工作條件時，不執行該放電動作，以及當該控制單元判斷該偵測信號的信號形式不符合該正常工作條件，執行該放電動作。
3. 如申請專利範圍第2項所述的電源供應裝置，其中該控制單元判斷該偵測信號的責任週期於一預設期間內是否位於一正常工作區間；當該偵測信號的責任週期於該預設期間內持續位於該正常工作區間外時，該控制單元判定該偵測信號的信號形式不符合該正常工作條件。
4. 如申請專利範圍第3項所述的電源供應裝置，其中該預設期間為該時脈信號的至少一個所述周期。
5. 如申請專利範圍第1項所述的電源供應裝置，其中該取樣電路包括：一第一運算放大器，其第一輸入端接收該整流電壓；以及一二極體，其陽極耦接於該第一運算放大器的輸出端，其陰極耦接於該第一運算放大器的第二輸入端，並用以輸出該峰值電壓。
6. 如申請專利範圍第5項所述的電源供應裝置，其中該保持電路包括：一開關，其第一端耦接該二極體的陰極，其中該開關依據該時脈信號以導通或斷開；一保持電容，其第一端耦接該開關的第二端，其第二端耦接 至一接地端；以及一第二運算放大器，其第一輸入端耦接於該保持電容的第一端，其輸出端耦接其第二輸入端並輸出該保持電壓。
7. 如申請專利範圍第6項所述的電源供應裝置，其中該比較電路包括：一第三運算放大器，其第一輸入端接收該整流電壓，其第二輸入端耦接該第二運算放大器的輸出端以接收該保持電壓，且其輸出端輸出該偵測信號。
8. 如申請專利範圍第1項所述的電源供應裝置，其中該控制單元更包括：一放電判斷電路，耦接該比較電路的輸出端以接收該偵測信號，其中該放電判斷電路判斷該偵測信號的信號形式是否符合一正常工作條件，並據以決定是否發出一放電控制信號。
9. 如申請專利範圍第1項所述的電源供應裝置，其中該控制單元包括：一放電電路，用以依據一放電控制信號而決定是否在該交流安規電容與一接地端之間導通一放電路徑，其中，當該放電電路接收到該放電控制信號時，導通該放電路徑，據以將該交流安規電容所儲存的電能洩放至該接地端，以及當該放電電路未接收到該放電控制信號時，斷開該放電路徑。
10. 如申請專利範圍第9所述的電源供應裝置，其中該放電 電路包括一可控負載或一壓控電流源。
11. 如申請專利範圍第1項所述的電源供應裝置，其中該電源轉換電路更包括：一抗流圈，耦接於該交流安規電容，接收該交流輸入電壓，用以過濾該交流輸入電壓中的電源雜訊；一全橋整流電路，耦接於該抗流圈，對經該抗流圈過濾的該交流輸入電壓進行全波整流以產生一輸入電壓；一濾波電容，耦接該全橋整流電路，用以對該輸入電壓進行濾波；以及一變壓轉換電路，耦接於該全橋整流電路及該濾波電容，受控於該控制單元而對所接收的輸入電壓進行變壓轉換，藉以產生該直流輸出電壓。